[发明专利]一种电动汽车充电的非侵入式负荷监测与分解方法

说明书

本发明公开了一种电动汽车充电的非侵入式负荷监测与分解方法，首先对拟合信号进行阈值处理，获得大致估计的电动汽车充电负荷信号。然后将阈值处理后的拟合信号进行遍历，查找短时间片段的负荷信号，并对各个负荷信号进行判断是否满足“删除片段”的条件，对满足条件的“删除片段”进行过滤。接着，根据主峰个数与类型的对应关系对过滤后的拟合信号进行分类处理。最后，针对片段的类型采用对应的分解方法对片段进行分解，重建电动汽车充电方波信号，并将重建后的电动汽车充电方波信号作为电动汽车充电的负荷信号。本发明有效避免了在多个用电设备同时投入使用时信号之间的干扰，提高了监测结果的准确性。

技术领域

本发明涉及电力负荷监测技术领域，是一种针对电动汽车充电的非侵入式负荷监测与分解的方法。

背景技术

在我国社会生产和生活中，电能已经成为重要的能源消费形式。电力负荷监测对电力用户和电力公司节能减排和电力系统规划及运行都具有十分重要的意义，一方面电力负荷监测技术能够使电力用户更为详细的了解不同时段各类用电设备的电能消耗，帮助其制定合理的节能计划，调整用电设备的使用，有针对性的购买节能装备，检验节能计划和节能装备的成效。从而使电力用户在不影响其正常的生产、生活的前提下，降低电能消耗，减少电费开发。另一方面，该技术还有助于电力公司更为真实的了解电力系统的负荷组成，规范电力系统投资，降低系统的运行网耗，缩短电力用户的停电时间。负荷监测可以提供不同层面更为详细的电能使用数据，有助于研究人员更好的把握电力负荷的发展趋势，从而改善电力负荷预测精度，将电力系统规划提供更为准确的依据。

现有的电力负荷监测技术大致分为两类：侵入式负荷监测技术和非侵入式负荷监测与分解技术。侵入式负荷监测通过在各个用电设备的电源端口安装电压、电流传感器，实时获取用电设备的的负荷数据。通过此方法测得的数据较为准确，但实施难度大，经济成本高，不适合大范围内推广使用。与侵入式负荷监测不同，非侵入式负荷监测通过对电力负荷入口处的电压、电流和功率信息进行测量、分析，从而得到负荷内部不同用电设备实时的功率消耗比例，实现电力负荷分解。

实现非侵入式负荷监测与分解的基本前提是提取用电设备的负荷特征，目前鲜有与电动汽车充电时负荷特征与能量分解相关的研究。此外，在非侵入式负荷监测与分解技术中，由于用电设备的多样性，当不同类型的用电设备大量投入/切出时，用电设备负荷信号的相互干扰易导致监测结果产生误差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对电动汽车充电时，不同类型的用电设备负荷信号间相互干扰所导致的监测结果产生误差，用以提高监测结果的准确性。

本发明的基本原理为：根据各用电设备在投入使用时产生的不同的负荷特征，对记录用户一定时间内用电情况的拟合信号进行分类处理，实现电动汽车负荷信号的分解和重建。在家庭用户中，电动汽车充电负荷波形为持续时间较长的高振幅方波，其振幅高于3kW且持续时间介于30至200分钟。

本发明提供针对电动汽车的非侵入式负荷监测与分解方法，具体实现步骤如下：

该方法的具体实现步骤如下，

步骤(1)：对拟合信号x(t)进行阈值处理，用来获得粗略估计的电动汽车充电负荷信号x(t)，即若干个片段；阈值处理后的拟合信号公式如下：

在家庭用户中，电动汽车充电负荷波形为持续时间较长的高振幅方波，其振幅高于3kW且持续时间介于30至200分钟。阈值定义为代数符号表示根据定义相等，x(k)为x(t)中的采样点，|x(k)＞2|用于计算幅值大于2kW的采样点个数；

步骤(2)：从经过阈值处理后的拟合信号x(t)中，选出持续时间短于20分钟的片段T_seed，并标记为“删除片段”；